Dictionary本来就是不安全的，用静态，这不是火上加油么。看看这个吧，ConcurrentDictionary<TKey, TValue> 类

表示可由多个线程同时访问键/值对线程安全集合对。

你出现的情况 正好我也测试到了 ，  服务器上访问是活得，  客户端浏览器不能访问 。
你得第四点 我还没有实验 。

ConcurrentDictionary<TKey, TValue> 类

表示可由多个线程同时访问键/值对线程安全集合对。

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private static readonly object @lock = new Object();

public void ProcessRequest(HttpContext context)
   {
       string action = string.Empty;
       if (string.IsNullOrEmpty(context.Request["action"]))
       {
           return;
       }
       action = context.Request["action"];

       lock(@lock)
       {
       //先检查一下有没有这个action
       if (mainList.ContainsKey(action))
       {
           mainList[action](context); return;
       }
       }
   }

   //添加action对应方法的列表
   static void addMainList()
   {
     lock(@lock)
     {
       if(mainList.Count > 0)
       {
           return;
       }
       mainList.Add("post1", delegate(HttpContext context)
      {
          context.Response.Write("成功");
      });
       mainList.Add("post2", delegate(HttpContext context)
     {
         context.Response.Write("成功");
     });
       mainList.Add("post3", delegate(HttpContext context)
     {
         return;
     });
     }
   }

可以这样加锁，不过这样的效率很差。建议你采用无锁方案，比如ConcurrentDictionary
可以参考这里http://www.cnblogs.com/lulu/archive/2012/05/26/2519675.html

基本上可以判断是多线程冲突导致，你列举的几点都很符合多线程冲突场景。
第四点的话，可能是浏览器接收到IIS返回的错误信息，导致浏览器缓存了一些错误信息。具体问题，还需要你具体说明一下浏览器无法访问的错误信息。

static void addMainList() 这个方法是什么时候调用的？至少看起来不是静态构造函数，所以没有加锁的话，应该是会导致错误的。

if (mainList.ContainsKey(action))
       {
           mainList[action](context); return;
       }
mainList 应该不会因为回收导致为null，只要这个类还在运行，是不会回收的。但Dictionary本身不是线程安全的，所以这个用法有错。Dictionary的读写都不是线程安全的，包括ContainsKey方法。

高并发的时候才出问题,那是因为高并发的时候会出现多个线程同时操作mainList, 由于它不是线程安全的,所以就报错了! 加锁就是为了限制在一个线程操作它的时候,其他线程等待它操作完了再对它操作!
你这个mainList其实是很简单的字典而已,其实不要把它声明为static就不会有线程的安全问题!很多方法可以处理的,看你需要怎么用而已

[code=csharp]addMainList()是在什么地方调用的?构造函数?mainList是static的非线程安全的dictionary,增删改mainList的时候要加锁! 你这个例子,最简单的是把addMainList()放到静态构造函数里面调用 static ClassName
(){addMainList();}
或者增删改mainList的时候加锁
static object LockObj=new object();
static void addMainList()
{
lock(LockObj)
{
mainList.Add("post1", delegate(HttpContext context)
{
context.Response.Write("成功");
});
mainList.Add("post2", delegate(HttpContext context)
{
context.Response.Write("成功");
});
mainList.Add("post3", delegate(HttpContext context)
{
return;
});
}
}[/code]